發(fā)布時間：2017-06-26 22:11

  本文關鍵詞：基于反導策略的神經(jīng)信號阻斷實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：中國每年新發(fā)腦卒中患者約200萬人,其中70-80%的腦卒中后遺癥患者因肢體癱瘓不能獨立生活。同時,我國兒童腦癱發(fā)病率約為出生人口1.4～4‰,全國有病例400～500萬人,并以每年增長約6萬名的速度遞增。兩種病癥的表現(xiàn)均為患者不同程度的肢體癱瘓。因此我國有千萬患者家庭正面臨“一人癱瘓,全家癱瘓”的危機,需要社會的共同關注與救援。癱瘓依照肌張力高低可分為弛緩性癱瘓和痙攣性癱瘓。針對弛緩性癱瘓,眾多研究機構(gòu)、成千上萬的研究者進行了長達近60年的研究,總結(jié)出了多種成熟的治療方法。本論文研究所在課題組也研制了微電子神經(jīng)橋/肌電橋來改善弛緩性癱瘓。然而痙攣性癱瘓尚主要依靠藥物治療、傳統(tǒng)中醫(yī)針灸治療、簡單物理治療及手術治療,不能安全可靠地解決患者痛苦。因此如何特異、安全地對痙攣性癱瘓進行診斷和治療已成為一個待解決的問題。課題組在總結(jié)和驗證痙攣性癱瘓信息學病因的基礎上,從工程學角度提出了基于反導策略的神經(jīng)信號阻斷方法,即當檢測到神經(jīng)前端出現(xiàn)病態(tài)神經(jīng)信號時,及時在神經(jīng)傳導通路上加阻斷信號,切斷病態(tài)神經(jīng)信號的傳導。本論文基于上述設想,進行了可行性驗證實驗。本論文首先對課題組前期實驗進行補充,對仰臥蟾蜍軀干胸部電學特異性開展了研究,在確立了3條電信號傳遞系數(shù)極大值點連線,并為下一步動物實驗提供了經(jīng)驗借鑒。接著,以離體的蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌為實驗對象,以前端刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號模擬病態(tài)神經(jīng)信號,選擇針狀電極作為阻斷電極進行阻斷實驗。實驗首先分別對加上行電流和加下行電流這兩種情況進行了阻斷波形(鋸齒波)的設計,而后確定了阻斷雙電極間最佳距離為5mm,測量了最佳波形參數(shù)及其有效阻斷時間。最后對阻斷的損傷性進行測試。初步驗證了實驗的可行性。然后,選擇自制鉤狀電極作為阻斷電極在離體蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌上進行實驗,選擇上行電流的阻斷信號以滿足基于反導策略阻斷神經(jīng)信號的實時性。首先確定了阻斷雙電極間的最佳阻斷距離,依然為5mm,而后對最佳阻斷波形參數(shù)進行測量,并與使用針狀電極時最佳阻斷參數(shù)進行比較,結(jié)果表明鉤狀電極下阻斷參數(shù)更加穩(wěn)定。實驗發(fā)現(xiàn)前端刺激和阻斷電極之間的距離分別為1.5與3.0cm時,所需傳導時間約為0.7與1.1ms,為反導策略中從前端病態(tài)信號檢測到產(chǎn)生阻斷信號這一過程的反應時間提供了電路設計依據(jù)。最后對最佳阻斷脈沖波形的寬度及阻斷的損傷性進行了測定,并討論了完全阻斷與部分阻斷的條件,進一步驗證了實驗的可行性。最后通過采集分析痙攣患者肢體表面肌電信號,與已經(jīng)測得的最佳阻斷信號參數(shù)進行對比分析,可知單獨肌電信號時限在有效阻斷有效內(nèi),而由于體表肌電信號高度復合且肌電信號峰值間隔在最佳阻斷信號波寬的臨界值附近波動,據(jù)此推斷部分病態(tài)信號還不能完全做到一對一的阻斷,還需要通過對電極等實驗條件的改進來優(yōu)化最佳阻斷參數(shù)。
【關鍵詞】：神經(jīng)信號阻斷 反導策略 最佳阻斷波形參數(shù) 有效阻斷時間 損傷性
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R743.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-26
• 1.1 肢體癱瘓病情簡述及康復治療方法10-14
• 1.2 神經(jīng)信號傳導14-18
• 1.3 高頻阻斷方法18-21
• 1.4 基于反導策略的神經(jīng)信號阻斷方法21
• 1.5 本論文的研究目的和內(nèi)容21-23
• 參考文獻23-26
• 第2章 仰臥蟾蜍前肢及軀干胸部特異性電信號探測實驗26-41
• 2.1 實驗環(huán)境搭建及動物模型26-29
• 2.2 仰臥蟾蜍軀干胸部坐標系的設計及特異性信號探測29-30
• 2.3 使用四棱形同心圓電極對仰臥蟾蜍軀干胸部進行的實驗研究30-40
• 2.4 本章小結(jié)40
• 參考文獻40-41
• 第3章 基于反導策略的離體蟾蜍坐骨神經(jīng)阻斷實驗41-59
• 3.1 實驗平臺41
• 3.2 阻斷波形的設計41-44
• 3.3 阻斷電極間的距離對阻斷閾值的影響44-45
• 3.4 阻斷波形參數(shù)的測量45-55
• 3.5 阻斷神經(jīng)信號傳導的有效時間55-57
• 3.6 神經(jīng)損傷的驗證57-58
• 3.7 本章小結(jié)58
• 參考文獻58-59
• 第4章 基于反導策略的離體蟾蜍坐骨神經(jīng)阻斷實驗59-73
• 4.1 實驗平臺59-60
• 4.2 阻斷電極間距離對阻斷閾值的影響60-61
• 4.3 阻斷波形參數(shù)的測量與比較61-62
• 4.4 神經(jīng)信號傳導時間的實驗研究62-67
• 4.5 阻斷波形阻斷神經(jīng)信號傳導的有效時間67-71
• 4.6 神經(jīng)損傷的探究71-72
• 4.7 本章小結(jié)72
• 參考文獻72-73
• 第5章 痙攣患者肢體表面肌電信號分析73-105
• 5.1 實驗環(huán)境搭建73
• 5.2 實驗對象73-74
• 5.3 中風后痙攣患者上肢表面肌電信號分析74-81
• 5.4 脊髓損傷痙攣患者下肢表面肌電信號采集與分析81-102
• 5.5 本章小結(jié)102-104
• 參考文獻104-105
• 第6章 總結(jié)與展望105-108
• 6.1 總結(jié)105-106
• 6.2 展望106-108
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文與獲得獎項108-109
• 致謝109

【參考文獻】

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本文編號：487755